流体力学习题课(建工版).ppt

1、1、流体力学-问题集，暖通教研室，2002年11月，1-1，一个占地面积45x50cm2，高1cm，重5kg的木块，沿涂有润滑油的斜面匀速向下移动，移动速度为u=1m/s，油层厚度为1mm，斜面倾角为22.620(如图)，解决方案：当木块的重量与斜面上的剪切力t平衡时，木块向下滑动众所周知，液体中的流速沿Y方向分布，如图所示。根据牛顿摩擦定律，稳定地绘制了剪切力沿Y方向的分布图。1-3试着在密封容器的侧壁AB上画出相对抗压强度的分布，并记下尺寸(假设液体表面的相对抗压强度)。1-4:如图所示，上层为空气，中层为石油，下层为甜油。试问：测压管中甜油面的高距离是多少时，压力表的读数是多少。解决方案

2、：如果甜油密度为0，石油密度为1-1，则有，15。如图所示，某处设置有安全门，门宽b=0.6m，高h1=1m，铰链安装在距离底部h2=0.4m处，门可以绕点A旋转，那么门自身开启的水深h是多少米。解决方案：当门自动打开和关闭时，它将被上述不等式所取代。16.在图中圆柱的曲面上画出压缩体，并标出方向。17有一个敞口容器，水沿斜面向上流动，斜面与水平面成30角，加速度为3.6m/s2。试求容器内水面的倾角，它将被液-液平衡微方除，并被上关系系统代替为平衡微方，得到：在液面上，有较大的气压，18。如图所示，装有水的U形管，当其停止时，两个管的水面与管口之间的距离都是H。当U形管以相等的角速度绕OZ轴

3、旋转时，获得防止液体从管口溢出的最大角速度max。解决方案：从液体的质量和数量上保持恒定的认识，管液的上升高度和管液的下降高度应该相等，并且两个液面都在第一个等压面上，其中充满了等压面正方形：液体不溢出，如果你愿意，用等压面正方形：代替它，操作方案：110 a锥体绕其垂直中心轴匀速旋转， 锥体与固定壁之间的距离为1毫米，均充满润滑油，当旋转角速度为16s1，锥体底部半径为R0.3m米，高度为H0.5m米时，计算作用在锥体上的阻力矩。解：取无穷小的体，无穷小的面积：剪应力：阻力：阻力矩：操作解，229如图所示，上油深度h1m，下水深度h12m，计算单位宽度静压及其作用点。解决方案：作用点：合力，

4、31:一级直径彩虹吸管：(1)确定总水头线和测量管通过固体水流时的水头线；(2)在地图上标出可产生的负压区；(3)在图上标记具有最大真空值的故障平面。(1)总水头线和测压管水头线(2)整个部分可以是负压区(3)真空值(3)AA断层面最大，(32 1)总水头线和测压管水头线当固体水流经图中所示管道时可以暂时绘制；2.在图上标出潜在的负压区；3.在图上用最大真零值标记故障平面。33:为了保持下部管口的流出量不随时间变化，将上部瓶塞插入人体通气管，尝试分析恒定流量的原理和调节。调节段：的水位不低于风管的下端，即水位高度不小于，流量不变。原理：当发生流出时，水位下降，但是气体管道下端的压力强度保持为大

5、的气体压力，即，34:烟囱直直径d=1.2m，烟囱的气体流量、气密性、气密性、压力强度损失均为水柱，入口断层面负压不小于10毫米，因此尽量计算烟囱的最小高度h。(设置入口故障平面处的烟气速度)。解决方案：以入口为11断层面，出口为22断层面，以穿过11个质心的水平面为基准面，废气能量公式为：(1)用标题(1)代替，中间代(烟囱的最小高度)。35.水从水箱中通过喷嘴无损失地水平喷出，并撞击在铅直板上，铅直板密封了另一个油箱的短管出口。两个出口的中心线重合，其液位高度为h1和h2，h1=1.6m，两个出口的直径分别为D1=25毫米和D2=50毫米。当油和液体的相对密度为0.85时，不漏油的高度h2

6、应该是多少(不包括平板的重量)？解法：根据标题的含义，建立水箱液面和喷嘴的能量平方，然后以图中所示的射流边界为控制体，以水射流的速度为控制体，根据动态量原理，平板对射流的作用力就是这个力，即射流对平板的作用力P1。此外，平板另一侧的静态挡油液体的总压力为P2。为了保持平板与油箱短管的紧密密封，平板在水平方向必须保持静止状态。根据水平力的施加条件，管道中有一段变径弯管水平放置(在xoy平面内)，如图所示。在已知流量的情况下，过流故障面11上的流速分布如下：质心处的相对压力较大，管径较大；过电流故障表面22上的流速分布是管道直径。如果不考虑能量损失，试着找出过电流故障表面质心处的相对抗压强度。注：

7、动态能量修正系数不等于1.0。解答：第11、22栏，断层平面(1)的总流量伯努利方程是通过代入(1)得到的，习题41，1，油管直径，d=8毫米，流动油的流动粘度，油的紧密度，水和银的紧密度是尝试：(1)区分流动状态；(2)在长管段的两端，水和银的压差计解决方案(1)是层流(2)，练习课42，2。水从水箱通过水平圆管流出，开始是层流。在保持水位不变的情况下，水温会发生变化。当水温自下而上升高时，流出量与水温的关系是流出量随着水温的升高而增加；流速随着水温的升高而降低；初始流速随着水温的升高而显著增加。当水温上升到一定值时，流速急剧下降，然后变得非常小；初始流速随着水温的升高而显著降低。当水温升高

8、到一定值时，流速急剧增加，然后流速变化很小。答：当圆管内的流动处于层流状态时，流动主要受流体粘度的支持，水温升高(相当于降低流体的粘度)，流速急剧增加。随着温度的升高，流体的粘度降低，相应的雷诺数增加到临界边界，流动由层流变为湍流。在紊流条件下，紊流阻力(附加阻力)大于粘性阻力，因为当紊流出现时，流速降低。之后，当水温升高时，粘性阻力减小，但湍流阻力起重要作用，流速略有增加。(这个题目的内容是著名的加根在1839年所做的实际测试)。在练习课43和3中，水箱中的水通过垂直管道流出到大气中，水箱的水深设置为H，管道的直直径为D，长度为L，沿途阻力系数和局部阻力系数。试着问：(1)在什么样的条带下，

9、流出q不随管道长度l而变化？(2)什么样的下行流量随着管道长度的增加而增加？(3)什么样的下行流量随着管道长度的增加而减少？解决方法：(1)流量Q不随管道长度变化，即(2)流量Q随管道长度增加而增加，即(3)流量Q随管道长度增加而减少，即练习课44，锅炉省煤器进出口负压水柱，两个故障面高度差，烟气密度，炉外空气。解答：(1)圆形正方形长方形(2)，练习课45，5。圆形、方形和矩形管道、横截面积相等。当水流具有相同的水力梯度时，试求：(1)侧壁上的剪力比；(2)当沿路径的阻力等于几个相时，流量比。练习第51，1课。图中水箱侧壁在同一垂线上有两个相同的孔，上孔距水面a，下孔距地面c，两个孔的流速相

10、位等。试着找到两条水线在地面相遇的地方。解决方案。出口流速，流速，范围，流速，当落到地面时，流速，喷射范围，当上部孔与下部孔相遇时，即当a=c时，上述公式成立。练习课52，2。A和B有一个薄壁圆孔，水位相同，两个容器之间的水位差是恒定的。b容器有很强的开启水压，A容器是封闭的，水压很强，并且没有从孔口流出。当计算流速系数和收缩系数时，计算孔的直直径d。解决方案。将容器B的水位设定为基准面，共11个断层面；一个容器的水面是22个断层面，能量可以用平方距离来测量：同样，同样，水在哪里流动？习题课53，3。矩形平底舟宽B=2m米，长L=4m米，高H=0.5m米，重G=7.85KN千牛，底部有一个直直径d=8毫米的小圆孔，流量系数为0.62。这艘船需要多长时间下沉？(船体的厚度不计算在内)，在船下沉之前，船内外的水位H保持不变，船在开小孔之前吃深水，在开小孔之后在洞口进水，在开小孔之后不需要花时间让船下沉，练习课54，4。已知室外空气温度，上下通风窗面积为8m2，流量系数为0.64，上下窗高度为H8m。在计算车与车之间空气流通的质量流量时，只考虑窗孔的阻力。解决方案。让我们只计算窗孔的阻力、压力损失的潜在压力、下窗孔处的进气质量流量和上窗孔处的出气质量流量，通过代入数据进行简化，并代入公式(1)、质量流量，练习第55、5课。图示水箱